1
波动光学
2
3
一、光源
12-1 光源 光的相干性光源的最基本发光单元是分子、原子
= (E2-E1)/h
E1
E2
能级跃迁辐射普通光源,自发辐射独立 (不同原子发的光 )··
独立 (同一原子先后发的光 )
发光的随机性
发光的间隙性波列波列长 L =? c
秒810
1、光源的发光机理
4
可见光频率范围
2、光的颜色和光谱
Hz.~,1414 10931077
可见光波长范围 0A7 6 0 0 3 9 0 0 ~
可见光颜色对照 红紫 ~
单色光 —— 只含单一波长的光。
复色光 —— 含多种波长的光。
准单色光 —— 光波中包含波长范围很窄的成分的光。 O
0I
2
0I
2 2
5
光波是电磁波。
光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的 是 E 矢量，称为 光矢量 。
E 矢量的振动称为 光振动 。
3、光强
20EI?
20EI?
在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把 光强 定义为：
光强,在光学中，通常把平均能流密度称为光强，
用 I 表示。
6
二、光的相干性
c o sEEEEE 20102202102 2
c o s2 2121 IIIII
两频率相同，光矢量方向相同的光源在 p点相遇
dt)c o sIIII(I
0 2121
21
dtc o sIIII
02121
12
7
dtc o sIIIII
02121
12
1、非相干叠加独立光源的两束光 或 同一光源的不同部位 所发出的光的位相差“瞬息万变”
01
0
dtc o s 21 III
叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，
无干涉现象
8
c o sIIIII 2121 2
2、相干叠加满足相干条件的两束光叠加后位相差恒定，有干涉现象
21 II?
若
2412
2
11
c o sI)c o s(II
142 IIk
012 I)k(
干涉相长干涉相消
9
O
I
14I
5?353?
12I
1I
两相干光束两非相干光束一个光源
1 分波前的方法 杨氏干涉
2 分振幅的方法 等倾干涉、等厚干涉普通光源获得相干光的途径 （ 方法 ）
10
12-2 分波前干涉一、杨氏双缝干涉
S1
S2
S*
*
*
11
杨氏干涉条纹
D >> d
波程差：
s i ndrr 12
干涉加强明纹位置
,
d
D
kx
,k
k?
2
12
2
12
12
d
D
kx
k
k
) (
,) (
)(
S
1S
2S
D
x
d
1r
2r
p
o?
干涉减弱暗纹位置
D
xdantd
…210,,k?
12
dDxxx kk 1
(1)明暗相间的条纹对称分布于中心 O点两侧 。
dxDxx 1
干涉条纹特点,
(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距,与干涉级 k无关 。
两 相邻明（或暗）条纹间的距离称为 条纹间距 。
若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。
1?k
2k
1k3k 3?k
2?k
13
)/( kDxd方法一：
D/xd方法二：
(3) D,d一定时,由条纹间距可算出单色光的波长 。
14
二、其他分波阵面干涉装置
1、菲涅耳双面镜
Dd
虚光源,1S 2S
21SS 'WW
平行于
d
Dkx
d
Dkx?
2
12
明条纹中心的位置
210,,k
屏幕上 O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕上明暗条纹中心对 O点的偏离 x为,
暗条纹中心的位置
S
1S
2S 2M
1M
W
'W
D
d o
x
光栏
C
15
2 洛埃镜
1S
2S
M L
d
p
Q
'p
'Q
D
光栏
E
E?
E?
当屏幕 E 移至 E'处，从 S1和 S2 到 L点的光程差为零，但是观察到暗条纹,验证了反射时有半波损失存在。
16
12-3 光程与光程差干涉现象决定于两束相干光的位相差两束相干光通过不同的介质时，
位相差不能单纯由几何路程差决定。
c? 光的波长真空中
u? 介质中光的波长
n
cu?
nn
光在介质中传播几何路程为 r，相应的位相变化为
nrr
n
22
17
i
ii rn光程光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程
ctrucnr
即,光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算为光在真空中的路程
1S
2S
1n1
r
2r 2n
P nr
r
n
22
)rnrn(rr
nn
2211
21 222
21
18
光程差 )rnrn(
1122
2? 光在真空中的波长若两相干光源不是同位相的?
2
0
,k
212
) k(
加强（明）?210,,k?
两相干光源同位相，干涉条件减弱（暗）?210,,k?
19
不同光线通过透镜要改变传播方向，
会不会引起附加光程差？
A
B
C
a
b
c
F
A,B,C 的位相相同，在 F点会聚，
互相加强
A,B,C 各点到 F点的光程都相等。
AaF比 BbF经过的几何路程长，但 BbF在透镜中经过的路程比 AaF长，透镜折射率大于 1，折算成光程,AaF的光程与 BbF的光程相等。
解释使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。
20
问,原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第
k 级明条纹处，其厚度 h 为多少？
1S
2S
1r
2r
h
例,已知,S2 缝上覆盖的介质厚度为 h,折射率为 n,设入射光的波长为
.
12 r)nhhr(
解,从 S1和 S2发出的相干光所对应的光程差
h)n(rr 112当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：
所以零级明条纹下移
0?
21
原来 k 级明条纹位置满足：
krr 12
设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级处，它必须同时满足：
h)n(rr 112
1?
n
kh?
1S
2S
1r
2r
h
k?
22
利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向 (或透射方向 )获得相干光束。
一、薄膜干涉 扩展光源照射下的薄膜干涉
A
B
C
D
1n
1n
2n
e
i
a1 a2a
在一均匀透明介质 n1中放入上下表面平行,厚度为 e 的均匀介质 n2(>n1)，
用扩展光源照射薄膜，其反射和透射光如图所示
12-4 薄膜干涉
23
光线 a2与光线 a1的光程差为：
)2/()( 12 ADnCBACn
半波损失由折射定律和几何关系可得出：
t a neAB 2?
c o s/eCBAC
s i nnis i nn 21?
is i nABAD? 2
12 2
2
)
c o s
s i n
c o s
(en
22 2
c o sen
22
22
1
2
2
is i nnne
A
B
C
D
1n
1n
2n
e
i
a1 a2a
24
减弱（暗）
加强（明）
,,,k)k(
,,kk
is i nnne
210212
21
2
2
22
1
2
2
干涉条件薄膜
a a1
a2n1
n2
n3
不论入射光的的入射角如何额外程差的确定满足 n1<n2>n3(或 n1 >n2 <n3)
产生额外程差满足 n1>n2>n3(或 n1 <n2 <n3)
不存在额外程差对同样的入射光来说，当反射方向干涉加强时，在透射方向就干涉减弱。
恒定）厚度均匀（ e对应等倾干涉
25
二、增透膜和增反膜增透膜 -----
利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。
增反膜 -----
利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，因此反射光因干涉而加强。
26
问,若反射光相消干涉的条件中取 k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？
例 已知 用波长,照相机镜头 n3=1.5，其上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。
nm550
2122 2 /)( kdn
解,因为,所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：
321 nnn
11?n
5.13?n
38.12?n d
代入 k 和 n2 求得,m
n
d 7
9
2
109822
3814
105503
4
3
,
.
27
此膜对反射光相干相长的条件：
kdn?22
nmk 8231 1
nmk 5.4 1 12 2
nmk 2753 3
可见光波长范围 400~700nm
波长 411.5nm的可见光有增反。
问：若反射光相消干涉的条件中取 k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？
11?n
5.13?n
38.12?n d
28
一,劈尖干涉夹角很小的两个平面所构成的薄膜
r a d~ 1010 54：?
空气劈尖棱边楔角平行单色光 垂直照射 空气劈尖上，上、下表面的反射光将产生干涉，厚度为 e 处，两相干光的光程差为
22
e
12-5 劈尖干涉 牛顿环
29
干涉条件
暗条纹明条纹
210212
321
2
2
,,k)k(
,,kk
e
劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定 k值的明或暗条纹。 —— 等厚干涉棱边处,e=0,?=?/2，出现暗条纹?有“半波损失”
实心劈尖
22 2
en?
1n
2n
1n实心劈尖
30
空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差：
21 /ee kk
s i ns i n
eel kk
2
1
任意相邻明条纹 (或暗条纹 )之间的距离 l 为：
在入射单色光一定时，劈尖的楔角?愈小，则 l愈大，
干涉条纹愈疏；?愈大，则 l愈小，干涉条纹愈密。
当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。
1?ke
ke
h
l?
31
白光入射 单色光入射例：肥皂膜的等厚干涉条纹
32
例：空气劈尖膜的等厚干涉 1
2
1n
1n
ne
c n
33
不规则表面的等厚干涉
34
劈尖干涉的应用 --------干涉膨胀仪利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数样品平板玻璃石英圆环
空气劈尖上平板玻璃向上平移?/2的距离，上下表面的两反射光的光程差增加?。劈尖各处的干涉条纹发生 明?暗?明 (或 暗?明?暗 )的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了 N条，即表明劈尖的上表面平移了 N·?/2的距离。
35
二,牛顿环
eo
R
r
暗条纹明条纹
210212
321
2
2
,,)(
,,
kk
kk
e
空气薄层中，任一厚度 e处上下表面反射光的干涉条件：
36
eo
R
r
2222 2 eeRRr Re)(
eR 略去 e2
R
re
2
2
各级明、暗干涉条纹的半径：
明条纹?321
2
12,,)( kRkr?
暗条纹?210,, kkRr?
随着牛顿环半径的增大，条纹变得越来越密。
e=0,两反射光的光程差?=?/2，为 暗斑 。
37
R
r
C
M
N d
o
例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第 k 级明环的半径,k 级往上数第 16 个明环半径,
平凸透镜的曲率半径 R=2.50m
mr k 31003,
mr k 316 1005,
2
1162
16
Rkr
k
])([
求：紫光的波长？
解：根据明环半径公式：
2
12?Rkr
k
)(
Rrr kk 1622 16
m7
2222
100450216 10031005?
,,).().(?
38
测细小直径,厚度,微小变化
Δ h待测块规
λ
标准块规平晶测表面不平度等厚条纹待测工件平晶检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹
39
。
由于创制了精密的光学仪器和利用这些仪器所完成的光谱学和基本度量学研究，迈克耳孙于 1907年获诺贝尔物理学奖金。
从 事 光学 和 光谱学 方面的研究，他以毕生精力从事光速的精密测量，在他的有生之年，一直是光速测定的国际中心人物。他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪（ 迈克耳孙干涉仪 ），在研究光谱线方面起着重要的作用。 1887年他与美国物理学家 E.W.
莫雷合作，进行了著名的 迈克耳孙 -莫雷实验
，这是一个最重大的否定性实验，它动摇了经典物理学的基础。他研制出高分辨率的光谱学仪器，经改进的衍射光栅和测距仪。迈克耳孙首倡用光波波长作为长度基准，提出在天文学中利用干涉效应的可能性，并且用自己设计的星体干涉仪 测量了恒星参宿四的直径迈克耳孙 (Albert Abraban Michelson,1852-1931)
三,迈克耳孙干涉仪
40
1、迈克尔逊干涉仪
1M?
1M
2M G2
G1
G2半透半反膜
G1半为补偿板等效薄膜干涉
41
若 M?1,M2平行? 等倾条纹若 M?1,M2有小夹角? 等厚条纹若 M2(1)平移?d时,干涉条移过 N条,则有：
2
Nd
42
迈克耳孙干涉仪产生的等倾干涉条纹及 M1和
M2的相应位置
43
迈克耳孙干涉仪产生的等厚干涉条纹 M’1和 M2
的相应位置
44
S
1M
2M
A
B
例,在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长的玻璃管 A,B,其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到 107.2 条条纹移动，所用波长为 546nm。求空气的折射率？
45
)( 1222 nllnl?
解：设空气的折射率为 n
相邻条纹或说条纹移动一条时，对应光程差的变化为一个波长，当观察到 107.2 条移过时，光程差的改变量满足：
2.1 0 7)1(2 nl
0002927112 2107,, ln?
迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，
由条纹的变化测量有关参数。 精度高 。
S
1M
2M
A
B
波动光学
2
3
一、光源
12-1 光源 光的相干性光源的最基本发光单元是分子、原子
= (E2-E1)/h
E1
E2
能级跃迁辐射普通光源,自发辐射独立 (不同原子发的光 )··
独立 (同一原子先后发的光 )
发光的随机性
发光的间隙性波列波列长 L =? c
秒810
1、光源的发光机理
4
可见光频率范围
2、光的颜色和光谱
Hz.~,1414 10931077
可见光波长范围 0A7 6 0 0 3 9 0 0 ~
可见光颜色对照 红紫 ~
单色光 —— 只含单一波长的光。
复色光 —— 含多种波长的光。
准单色光 —— 光波中包含波长范围很窄的成分的光。 O
0I
2
0I
2 2
5
光波是电磁波。
光波中参与与物质相互作用（感光作用、生理作用）的 是 E 矢量，称为 光矢量 。
E 矢量的振动称为 光振动 。
3、光强
20EI?
20EI?
在波动光学中，主要讨论的是相对光强，因此在同一介质中直接把 光强 定义为：
光强,在光学中，通常把平均能流密度称为光强，
用 I 表示。
6
二、光的相干性
c o sEEEEE 20102202102 2
c o s2 2121 IIIII
两频率相同，光矢量方向相同的光源在 p点相遇
dt)c o sIIII(I
0 2121
21
dtc o sIIII
02121
12
7
dtc o sIIIII
02121
12
1、非相干叠加独立光源的两束光 或 同一光源的不同部位 所发出的光的位相差“瞬息万变”
01
0
dtc o s 21 III
叠加后光强等与两光束单独照射时的光强之和，
无干涉现象
8
c o sIIIII 2121 2
2、相干叠加满足相干条件的两束光叠加后位相差恒定，有干涉现象
21 II?
若
2412
2
11
c o sI)c o s(II
142 IIk
012 I)k(
干涉相长干涉相消
9
O
I
14I
5?353?
12I
1I
两相干光束两非相干光束一个光源
1 分波前的方法 杨氏干涉
2 分振幅的方法 等倾干涉、等厚干涉普通光源获得相干光的途径 （ 方法 ）
10
12-2 分波前干涉一、杨氏双缝干涉
S1
S2
S*
*
*
11
杨氏干涉条纹
D >> d
波程差：
s i ndrr 12
干涉加强明纹位置
,
d
D
kx
,k
k?
2
12
2
12
12
d
D
kx
k
k
) (
,) (
)(
S
1S
2S
D
x
d
1r
2r
p
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干涉减弱暗纹位置
D
xdantd
…210,,k?
12
dDxxx kk 1
(1)明暗相间的条纹对称分布于中心 O点两侧 。
dxDxx 1
干涉条纹特点,
(2)相邻明条纹和相邻暗条纹等间距,与干涉级 k无关 。
两 相邻明（或暗）条纹间的距离称为 条纹间距 。
若用复色光源，则干涉条纹是彩色的。
1?k
2k
1k3k 3?k
2?k
13
)/( kDxd方法一：
D/xd方法二：
(3) D,d一定时,由条纹间距可算出单色光的波长 。
14
二、其他分波阵面干涉装置
1、菲涅耳双面镜
Dd
虚光源,1S 2S
21SS 'WW
平行于
d
Dkx
d
Dkx?
2
12
明条纹中心的位置
210,,k
屏幕上 O点在两个虚光源连线的垂直平分线上，屏幕上明暗条纹中心对 O点的偏离 x为,
暗条纹中心的位置
S
1S
2S 2M
1M
W
'W
D
d o
x
光栏
C
15
2 洛埃镜
1S
2S
M L
d
p
Q
'p
'Q
D
光栏
E
E?
E?
当屏幕 E 移至 E'处，从 S1和 S2 到 L点的光程差为零，但是观察到暗条纹,验证了反射时有半波损失存在。
16
12-3 光程与光程差干涉现象决定于两束相干光的位相差两束相干光通过不同的介质时，
位相差不能单纯由几何路程差决定。
c? 光的波长真空中
u? 介质中光的波长
n
cu?
nn
光在介质中传播几何路程为 r，相应的位相变化为
nrr
n
22
17
i
ii rn光程光程表示在相同的时间内光在真空中通过的路程
ctrucnr
即,光程这个概念可将光在介质中走过的路程，折算为光在真空中的路程
1S
2S
1n1
r
2r 2n
P nr
r
n
22
)rnrn(rr
nn
2211
21 222
21
18
光程差 )rnrn(
1122
2? 光在真空中的波长若两相干光源不是同位相的?
2
0
,k
212
) k(
加强（明）?210,,k?
两相干光源同位相，干涉条件减弱（暗）?210,,k?
19
不同光线通过透镜要改变传播方向，
会不会引起附加光程差？
A
B
C
a
b
c
F
A,B,C 的位相相同，在 F点会聚，
互相加强
A,B,C 各点到 F点的光程都相等。
AaF比 BbF经过的几何路程长，但 BbF在透镜中经过的路程比 AaF长，透镜折射率大于 1，折算成光程,AaF的光程与 BbF的光程相等。
解释使用透镜不会引起各相干光之间的附加光程差。
20
问,原来的零级条纹移至何处？若移至原来的第
k 级明条纹处，其厚度 h 为多少？
1S
2S
1r
2r
h
例,已知,S2 缝上覆盖的介质厚度为 h,折射率为 n,设入射光的波长为
.
12 r)nhhr(
解,从 S1和 S2发出的相干光所对应的光程差
h)n(rr 112当光程差为零时，对应零条纹的位置应满足：
所以零级明条纹下移
0?
21
原来 k 级明条纹位置满足：
krr 12
设有介质时零级明条纹移到原来第 k 级处，它必须同时满足：
h)n(rr 112
1?
n
kh?
1S
2S
1r
2r
h
k?
22
利用薄膜上、下两个表面对入射光的反射和折射，可在反射方向 (或透射方向 )获得相干光束。
一、薄膜干涉 扩展光源照射下的薄膜干涉
A
B
C
D
1n
1n
2n
e
i
a1 a2a
在一均匀透明介质 n1中放入上下表面平行,厚度为 e 的均匀介质 n2(>n1)，
用扩展光源照射薄膜，其反射和透射光如图所示
12-4 薄膜干涉
23
光线 a2与光线 a1的光程差为：
)2/()( 12 ADnCBACn
半波损失由折射定律和几何关系可得出：
t a neAB 2?
c o s/eCBAC
s i nnis i nn 21?
is i nABAD? 2
12 2
2
)
c o s
s i n
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c o sen
22
22
1
2
2
is i nnne
A
B
C
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2n
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24
减弱（暗）
加强（明）
,,,k)k(
,,kk
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210212
21
2
2
22
1
2
2
干涉条件薄膜
a a1
a2n1
n2
n3
不论入射光的的入射角如何额外程差的确定满足 n1<n2>n3(或 n1 >n2 <n3)
产生额外程差满足 n1>n2>n3(或 n1 <n2 <n3)
不存在额外程差对同样的入射光来说，当反射方向干涉加强时，在透射方向就干涉减弱。
恒定）厚度均匀（ e对应等倾干涉
25
二、增透膜和增反膜增透膜 -----
利用薄膜上、下表面反射光的光程差符合相消干涉条件来减少反射，从而使透射增强。
增反膜 -----
利用薄膜上、下表面反射光的光程差满足相长干涉，因此反射光因干涉而加强。
26
问,若反射光相消干涉的条件中取 k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？
例 已知 用波长,照相机镜头 n3=1.5，其上涂一层 n2=1.38的氟化镁增透膜，光线垂直入射。
nm550
2122 2 /)( kdn
解,因为,所以反射光经历两次半波损失。反射光相干相消的条件是：
321 nnn
11?n
5.13?n
38.12?n d
代入 k 和 n2 求得,m
n
d 7
9
2
109822
3814
105503
4
3
,
.
27
此膜对反射光相干相长的条件：
kdn?22
nmk 8231 1
nmk 5.4 1 12 2
nmk 2753 3
可见光波长范围 400~700nm
波长 411.5nm的可见光有增反。
问：若反射光相消干涉的条件中取 k=1，膜的厚度为多少？此增透膜在可见光范围内有没有增反？
11?n
5.13?n
38.12?n d
28
一,劈尖干涉夹角很小的两个平面所构成的薄膜
r a d~ 1010 54：?
空气劈尖棱边楔角平行单色光 垂直照射 空气劈尖上，上、下表面的反射光将产生干涉，厚度为 e 处，两相干光的光程差为
22
e
12-5 劈尖干涉 牛顿环
29
干涉条件
暗条纹明条纹
210212
321
2
2
,,k)k(
,,kk
e
劈尖上厚度相同的地方，两相干光的光程差相同，对应一定 k值的明或暗条纹。 —— 等厚干涉棱边处,e=0,?=?/2，出现暗条纹?有“半波损失”
实心劈尖
22 2
en?
1n
2n
1n实心劈尖
30
空气劈尖任意相邻明条纹对应的厚度差：
21 /ee kk
s i ns i n
eel kk
2
1
任意相邻明条纹 (或暗条纹 )之间的距离 l 为：
在入射单色光一定时，劈尖的楔角?愈小，则 l愈大，
干涉条纹愈疏；?愈大，则 l愈小，干涉条纹愈密。
当用白光照射时，将看到由劈尖边缘逐渐分开的彩色直条纹。
1?ke
ke
h
l?
31
白光入射 单色光入射例：肥皂膜的等厚干涉条纹
32
例：空气劈尖膜的等厚干涉 1
2
1n
1n
ne
c n
33
不规则表面的等厚干涉
34
劈尖干涉的应用 --------干涉膨胀仪利用空气劈尖干涉原理测定样品的热膨胀系数样品平板玻璃石英圆环
空气劈尖上平板玻璃向上平移?/2的距离，上下表面的两反射光的光程差增加?。劈尖各处的干涉条纹发生 明?暗?明 (或 暗?明?暗 )的变化。如果观察到某处干涉条纹移过了 N条，即表明劈尖的上表面平移了 N·?/2的距离。
35
二,牛顿环
eo
R
r
暗条纹明条纹
210212
321
2
2
,,)(
,,
kk
kk
e
空气薄层中，任一厚度 e处上下表面反射光的干涉条件：
36
eo
R
r
2222 2 eeRRr Re)(
eR 略去 e2
R
re
2
2
各级明、暗干涉条纹的半径：
明条纹?321
2
12,,)( kRkr?
暗条纹?210,, kkRr?
随着牛顿环半径的增大，条纹变得越来越密。
e=0,两反射光的光程差?=?/2，为 暗斑 。
37
R
r
C
M
N d
o
例 已知：用紫光照射，借助于低倍测量显微镜测得由中心往外数第 k 级明环的半径,k 级往上数第 16 个明环半径,
平凸透镜的曲率半径 R=2.50m
mr k 31003,
mr k 316 1005,
2
1162
16
Rkr
k
])([
求：紫光的波长？
解：根据明环半径公式：
2
12?Rkr
k
)(
Rrr kk 1622 16
m7
2222
100450216 10031005?
,,).().(?
38
测细小直径,厚度,微小变化
Δ h待测块规
λ
标准块规平晶测表面不平度等厚条纹待测工件平晶检验透镜球表面质量标准验规待测透镜暗纹
39
。
由于创制了精密的光学仪器和利用这些仪器所完成的光谱学和基本度量学研究，迈克耳孙于 1907年获诺贝尔物理学奖金。
从 事 光学 和 光谱学 方面的研究，他以毕生精力从事光速的精密测量，在他的有生之年，一直是光速测定的国际中心人物。他发明了一种用以测定微小长度、折射率和光波波长的干涉仪（ 迈克耳孙干涉仪 ），在研究光谱线方面起着重要的作用。 1887年他与美国物理学家 E.W.
莫雷合作，进行了著名的 迈克耳孙 -莫雷实验
，这是一个最重大的否定性实验，它动摇了经典物理学的基础。他研制出高分辨率的光谱学仪器，经改进的衍射光栅和测距仪。迈克耳孙首倡用光波波长作为长度基准，提出在天文学中利用干涉效应的可能性，并且用自己设计的星体干涉仪 测量了恒星参宿四的直径迈克耳孙 (Albert Abraban Michelson,1852-1931)
三,迈克耳孙干涉仪
40
1、迈克尔逊干涉仪
1M?
1M
2M G2
G1
G2半透半反膜
G1半为补偿板等效薄膜干涉
41
若 M?1,M2平行? 等倾条纹若 M?1,M2有小夹角? 等厚条纹若 M2(1)平移?d时,干涉条移过 N条,则有：
2
Nd
42
迈克耳孙干涉仪产生的等倾干涉条纹及 M1和
M2的相应位置
43
迈克耳孙干涉仪产生的等厚干涉条纹 M’1和 M2
的相应位置
44
S
1M
2M
A
B
例,在迈克耳逊干涉仪的两臂中分别引入 10 厘米长的玻璃管 A,B,其中一个抽成真空，另一个在充以一个大气压空气的过程中观察到 107.2 条条纹移动，所用波长为 546nm。求空气的折射率？
45
)( 1222 nllnl?
解：设空气的折射率为 n
相邻条纹或说条纹移动一条时，对应光程差的变化为一个波长，当观察到 107.2 条移过时，光程差的改变量满足：
2.1 0 7)1(2 nl
0002927112 2107,, ln?
迈克耳逊干涉仪的两臂中便于插放待测样品，
由条纹的变化测量有关参数。 精度高 。
S
1M
2M
A
B
